Что такое водородная энергетика и как она работает

1.Что такое водородная энергетика

Водород, элемент номер один в таблице Менделеева, имеет наименьшее количество протонов — всего один. Атом водорода также является самым маленьким и легким из всех атомов. Водород появляется на Земле преимущественно в комбинированной форме, наиболее распространенной из которых является вода, наиболее широко распространенное вещество во Вселенной.

Водород имеет очень высокую теплоту сгорания. Сравните количество теплоты, выделяющееся при сжигании одной и той же массы природного газа, бензина и водорода:

В тех же условиях,

При сжигании 1 грамма природного газа по измерениям выделяется около 55,81 килоджоуля тепла;

При сжигании 1 грамма бензина выделяется около 48,4 килоджоуля тепла;

При сжигании 1 грамма водорода выделяется около 142,9 килоджоуля тепла.

Сжигание водорода выделяет в 2,56 раза больше тепла, чем природный газ, и в 2,95 раза больше тепла, чем бензин. Из этих данных нетрудно увидеть, что водород действительно обладает основными свойствами идеального топлива — высокой теплотой сгорания!

Водородная энергетика в основном относится к вторичной энергетике, и ключ заключается в том, имеют ли ее логика, технология и экономика значение и ценность экологического баланса, экологического управления и изменения климата. Вторичная энергия относится к промежуточному звену между первичной энергией и потребителями энергии и может быть разделена на две категории: одна — «источник производительности процесса», другая — «энергия, содержащая энергию тела». Несомненно, что электроэнергия является наиболее широко используемым «источником производительности процесса», а бензин, дизельное топливо и керосин — наиболее широко используемым «энергетическим источником энергии».

С логической точки зрения, поскольку «источники производительности процесса» трудно напрямую хранить в больших количествах, современные транспортные средства с высокой мобильностью, такие как автомобили, корабли и самолеты, не могут использовать большое количество электроэнергии от электростанций. Вместо этого они могут использовать только большое количество «энергосодержащих энергоносителей», таких как бензин, дизельное топливо, авиационный керосин и сжиженный природный газ.

Однако традиция не всегда может сохраняться, и традиция не всегда может быть логичной. С появлением и развитием электромобилей и гибридных электромобилей «источник производительности процесса» также может заменить «энергию, содержащую энергию». Согласно логическим рассуждениям, при постоянном потреблении ископаемой энергии ресурсы со временем исчерпаются и неизбежно появятся новые «энергосодержащие энергии», среди которых главным представителем является водородная энергетика.

Водород широко распространен в природе и составляет примерно 75 процентов массы Вселенной. Он широко присутствует в воздухе, воде, ископаемом топливе и всех типах углеводов.

Водород обладает хорошими характеристиками сгорания, высокой температурой воспламенения, широким диапазоном горения и высокой скоростью горения. С точки зрения теплотворной способности и сгорания водород, безусловно, является высококачественной и эффективной энергией. Кроме того, сам водород нетоксичен. Помимо образования воды и небольшого количества нитрида водорода после сгорания, он не производит вредных загрязнителей для экологии и окружающей среды, а также не выделяет углекислого газа. Таким образом, водородная энергетика относится к чистой энергетике, имеющей большое значение для экологического управления окружающей средой и снижения выбросов углекислого газа.

2. Роль водородной энергетики

Водородная энергетика имеет огромную производственную цепочку, охватывающую подготовку, хранение, транспортировку и заправку водорода, топливные элементы и терминалы.

В производстве электроэнергии водородная энергия может использоваться для производства экологически чистой энергии, чтобы сбалансировать спрос на электроэнергию и решить проблему нехватки электроэнергии в часы пик.

При отоплении водородную энергию можно смешивать с природным газом, который является одним из немногих низкоуглеродных источников энергии, способных конкурировать с природным газом в будущем.

В авиационной отрасли, которая ежегодно выбрасывает в атмосферу более 900 миллионов тонн углекислого газа, водородная энергетика является основным способом развития низкоуглеродной авиации.

В военной области водородный топливный элемент может использоваться в военной области, имеет преимущества тишины, может производить непрерывный ток, высокое преобразование энергии, является важным условием скрытности подводной лодки.

Транспортные средства на водородной энергии, транспортные средства на водородной энергии имеют хорошие характеристики сгорания, быстрое зажигание, высокую теплотворную способность, большие запасы и другие преимущества. Водородная энергетика имеет широкий спектр источников и применений, которые могут эффективно снизить долю ископаемой энергии.

Повышение уровня экологически чистого развития и развитие водородной энергетики являются важным фактором построения «мультиэнергетической взаимодополняющей» системы энергоснабжения и основной движущей силой трансформации и модернизации энергетики.